
- تعداد صفحات: 39
- آخرین ویرایش: سال 1397
- ناشر: ایستا سازه قهستان
- شابک: 5-5-97723-622-978
- تولید کنندگان محتوا:
32 هزار تومان
دریافت این کتاب الکترونیک تولید کنندگان آموزش
مهاربند همگرای ویژه یا همان scbf چیست؟
مطمئنا این نکته را تایید می کنید که مهاربند های همگرا به عنوان یکی از انواع سیستم های سازه ای در طراحی سازه های فولادی به فور استفاده می شوند اما آیا مهاربند همگرا به عنوان یک فیوز سازه ای عمل می کند؟ آیا طراحی مهاربند همگرای ویژه در نیازی به کنترل دارد؟ اتصالات مهاربند به تیر و ستون باید برای چه بارهایی طراحی شوند؟
در این ایبوک جامع 28 صفحه ای طراحی مهاربند همگرای ویژه فولادی به صورت دستی و با با حل 2 مثال جامع خواهیم داشت و در نهایت به کنترل نیرو های نامتوازن کننده در ایتبس می پردازیم.
در این صفحه تنها خلاصه ای از این ایبوک بیان شده است، متن اصلی این ایبوک جامع را منطبق بر فهرست مطالب دانلود کنید.
خسارت شدید مهاربندهای همگرای معمولی در زلزله هایی از قبیل لوما پریتا ۱۹۸۹، نورثریج ۱۹۹۴ و مکزیکو ۱۹۸۵ که ناشی از سختی بالای این نوع مهاربندها و شکل پذیری نامناسب آنها بود منجر به بازبینی در طراحی این سیستم ها شد. در نتیجه پس از وقوع این زلزله ها مهاربندهای همگرای ویژه معرفی شدند. بند 10-3-11 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان در این مورد توضیح می دهد:
همان طور که از توضیحات این بند آیین نامه پیداست، طراحی قاب مهاربندی همگرای ویژه بر این پایه استوار است که اعضای مهاربندی (المان های مورّب) از حداکثر ظرفیت پلاستیک خود استفاده کنند؛ به طوریکه تیرها و ستونهایِ دهانه مهاربندی همچنان در ناحیه الاستیک باقی بمانند. این بدان معناست که ضوابط خاصی باید برای اعضای مهاربندی در نظر گرفته شود که در ادامه به آن ها می پردازیم.
هولناک ترین معضل برای اعضای مهاربندی، پدیده کمانش می باشد که برای یک عضو تحت فشار ممکن است اتفاق بیفتد. مهاربند ها بسته به معمولی یا ویژه بودنشان دو نوع رفتار ممکن است داشته باشند. چون از مهاربندهای معمولی انتظار رفتار فرا ارتجاعی محدودی داریم در نتیجه پس از کمانش، این مهاربندها ظرفیت باربری خود را از دست داده و دچار ضعف شدیدی در تحمل نیروی فشاری می شوند؛ در صورتی که مهاربندهای همگرای ویژه در حکم فیوز سازه ای بوده و بعد از کمانش ، رفتار غیر ارتجاعی خوبی از خود نشان می دهند. پس از رخداد کمانش با تشکیل مفصل پلاستیک در سه نقطه از مهاربندها، ظرفیت باربری مهاربند حفظ شده و عضو هنوز هم می تواند با شکل پذیری خود در برابر نیروهای زلزله مقاومت کند.
علاوه بر تفاوت رفتاریِ مهاربندهای معمولی و ویژه، اعضای این مهاربندها در طراحی نیز با هم تفاوت دارند:
کمانش اعضای بادبندی در مهاربند همگرای معمولی منجر به کاهش باربری و شکل پذیری محدود این سیستم می شود. در نتیجه این سیستم ها ایمنی جانی را آنچنان که باید تامین نمی نمایند. درصورتی که برای قاب مشابه با مهاربند ویژه، تشکیل مفصل پلاستیک در اثر کمانش و نهایتا وقوع خرابی پس از سیکل های بارگذاری بیشتر، تامین ایمنی جانی را به همراه دارد. در واقع استفاده از مهاربند همگرای معمولی در سازه های بلند تر از ۴ طبقه در مناطق با لرزه خیزی بالا توصیه نمی شود؛ که این خود محدودیت بزرگی محسوب می شود. مهاربند شکل پذیر نه تنها موجب بهبود رفتار لرزه ای سازه می شود بلکه از لحاظ اقتصادی نیز کاهش در وزن ستون ها و مهاربندها منجر به سبک تر شدن فونداسیون می شود.
استفاده از مهاربند همگرای ویژه علاوه بر کاهش برش پایه ساختمان و افزایش شکل پذیری منجر به کاهش سختی سازه به مقدار ناچیزی نسبت به همگرای معمولی می شود.
اساساً زمانی که از مقایسه چند سیستم باربر جانبی بحث می شود، مبانی این مقایسه چیست؟
به استناد مبحث دهم از مقررات ملی ساختمان، معیارهایی مثل
(درحوزه الزامات عمومی طراحی و دربخش الزامات طراحی لرزه ای) را می توان پارامترهای مناسبی برای مقایسه درنظر گرفت. به ویژه آن که موارد مهمی از قبیل ضریب رفتار و متعاقباً برش پایه تا حد بسیار زیادی از معیارهای فوق تاثیر می پذیرند.
طبق بند 10-3-11-1 قسمت ب مبحث دهم مقررات ملی ساختمان :
این بند آیین نامه برای مهاربندهای ضربدری و شورون 7و 8 صادق است.
طبق بند 10-3-11-1 قسمت ث مبحث دهم مقررات ملی ساختمان:
K = ضریب طول موثرکمانش عضو مهاربندی که در صفحه مهاربندی برابر 0.5 و در خارج از صفحه 0.7 در نظر گرفته میشود.
L = طول عضو مهاربندی
R = شعاع ژیراسون عضو مهاربندی
اگر عضو مهاربندی از چند نیمرخ تشکیلشده باشد
طبق بند 10-3-11-1 قسمت ج مبحث دهم مقررات ملی ساختمان:
بنابراین باید:
a= فاصله بین اتصالدهندهها یا لقمهها
rmin= حداقل شعاع ژیراسیون تک نیمرخ مهاربند
فلسفه این بند آیین نامه این است که اگر حین زلزله دو نیم رخ از یکدیگر جدا شدند، مهاربند با تک پروفیل کمانش نکند. تعداد لقمه ها نباید از دو عدد کمتر باشد این بدان معناست که حداقل دو عدد لقمه در اول و آخر مهاربند (یکی قبل از یک چهارم میانی یکی نزدیک محل اتصال به فاصله d (عمق مقطع) از آنها) تعبیه شود که در فاصله یک چهارم میانی طول مهاربند نباید از لقمه استفاده کرد (شکل1).
ذکر این نکته ضروری استکه ناحیه یک چهارم میانی عضو مهاربندی و دو ناحیه انتهایی دو عضو مهاربندی (تبصره بند 10-3-2-2 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان) به طول حداقل ارتفاع مقطع آن ناحیه بحرانی یا ناحیه حفاظت شده تلقی میشود. ناحیه محافظت شده ناحیه ای از عضو است که انتظار داریم در آنجا مفصل پلاستیک ایجاد شود. با توجه به اهمیت این ناحیه و رفتار حساس آن در حرکات رفت و برگشتی قاب، این محل باید عاری از هرگونه عملیاتی که در رفتار آن اثر ناخواسته ایجاد کند، باشد.(عملیاتی از جمله؛ به کاربردن وصله های پیچی و جوشی، ناصافی های ناشی از برش حرراتی) ضوابط این ناحیه بحرانی در مهاربندها مانند ناحیه بحرانی تیر در قابهای خمشی متوسط و ویژه است. همچنین به منظور جلوگیری از تقویت مقطع که میتواند تشکیل مفصل پلاستیک را به تأخیر بیاندازد، اتصال دهندهها نباید در یک چهارم میانی طول آزاد مهاربندی قرار بگیرند.
شکل 1- ناحیه حفاظت شده در مهاربندهای همگرای ویژه
شکل 2- استفاده نادرست از لقمه ها در ناحیه حفاظت شده
مجموع مقاومتهای برشی طراحی اتصال دهنده ها (لقمهها) باید برابر یا بیشتر از مقاومت کششی طراحی هرعضو مهاربندی باشد. تا زمانی که مهاربند به ورق اتصال متصل است، نیرویی که مطابق شکل زیر به مهاربند وارد می شود، مهاربند را به کشش وادار میکند و به لقمه ها نیروی برشی ای وارد نمی شود، اما زمانیکه از یکطرف یکی از نیمرخ های مقطع مهاربند از ورق اتصال گوشه (Gusset Plate) جدا شود، این نیرو باید از طریق برش بین دو نیمرخ و از طریق اتصال دهندهها تحمل شود. (شکل 3)
شکل 3 – مقاومت برشی لقمهها
طبق بند 10-3-11-1 قسمت چ مبحث دهم مقررات ملی ساختمان از ایجاد سوراخهای متوالی در جان تیرهای دهانه مهاربندی شده با هر نوع مهاربندی از جمله ضربدری و شورون 7 و 8 مجاز نیست. در صورت نیاز به تعبیه سوراخ دسترسی به جان تیر، اطراف آن باید به نحوی تقویت شود که مقاومتهای طراحی در مقطع سوراخ دار از مقاومت مقطع بدون سوراخ تیر کمتر نباشد. این بدان معناست که در این دهانهها استفاده از تیر لانه زنبوری مجاز نیست. و همچنین در این تیرها از اتصال های پیچی تیر فرعی به جان تیر (به دلیل ایجاد سوراخ) باید خود داری کرد.
طبق بند 10-3-11-1 قسمت د مبحث دهم مقررات ملی ساختمان داریم:
طبق بند 10-3-11-1 قسمت د مبحث دهم مقررات ملی ساختمان تیرهای حد فاصل بین دو ستون در دهانههای مهاربندی 7 و 8 باید پیوسته باشند(وصله اتصال نداشته باشند)؛ علت این امر امکان ایجاد مفصل پلاستیک در تیر در محل اتصال مهاربندها، جهت اتلاف انرژی بیشتر است.
برای جلوگیری از کمانش پیچشی-جانبی تیر، وجود حداقل یک جفت مهار جانبی در محل اتصال مهاربندها به تیر لازم است.(شکل4)
شکل4 – مهار جانبی تیر دهانه مهاربندی شورون 8
اگر به بند 10-3-11-2 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان توجه کنید متوجه خواهید شد که برای طراحی تیرها و ستونها و اتصالات آنها در دهانههای مهاربندی شده با مهاربند همگرای ویژه، باید ابتدا این اعضا را تحت اثر بارهای ثقلی و جانبی وارد بر آن تحلیل و طراحی کرده و سپس بند مذکور از آییننامه را برای سازه ی نهایی کنترل کرد.
شاید این سؤال در ذهن شما پیش آید که آیا میتوان همان اول با نیروهای این بند آییننامه اعضا را طراحی کنیم که جوابگو باشد؟ در جواب باید گفت نیروهای این بند آیین نامه برای زمانی است که مهاربندها به حداکثر مقاومت کمانشی و کششی خود رسیدهاند و این مقادیر بیشترین نیرویی است که مهاربندها می توانند تحمل کنند، پس اگر با این نیروها مقاطع اعضا را طراحی کنیم، طراحی غیر اقتصادی می شود.
برای درک بهتر این بند آییننامه به شکل زیر دقت کنید.
ادامه توضیحات را در متن اصلی ایبوک که در پایان همین صفحه می توانید آن را دانلود کنید قرار داده شده است .
طبق بند 10-3-11-3 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان اتصالات مهاربند به تیر و ستون باید برای بارهای زیر طراحی شوند اما در این بین کدام نیرو بحرانی تر است و کدام یک کنترل کننده؟ جواب این سوال را به همراه توضیحات بیشتر در متن اصلی ایبوک بیان خواهیم کرد
در اینجا تنها به صورت خلاصه مثالی را که در ایبوک آمده است را بیان کرده ایم؛ فرض کنید قاب زیر در نرم افزار ایتبس مدلسازی، آنالیز و طراحیشده است:
برای اینکه نیروهای نامتوازن کننده را محاسبه و به تیرهای متصل به مهاربند اعمال کنیم، قبل از هر چیز باید جلوی حرکت جانبی قاب را بگیریم اما علت این کار چیست؟
برای اینکه قاب حرکت جانبی نداشته باشد، باید با ایجاد قید های جانبی جلو حرکت جانبی قاب را بگیریم. برای این کار ابتدا یک گره از هر طبقه را با کلیک بر روی آنها، مانند شکل زیر، انتخاب و سپس مسیر Assign > Join>Restrains را خواهیم پیمود.
باقی مراحل کنترل نیرو های نامتوازن کننده مهاربند همگرای ویژه در etabsرا می توانید به صورت مفصل در ایبوک مطالعه کنید.
مسیر یادگیری برای حرفه ای شدن
مطلبی میخواهید که نیست ؟ از ما بپرسید تا برایتان محتوا رایگان تولید کنیم!
سلام… من مراحل رو انجام میدم و با خطای P-Delta مواجه میشم که ساختمان ناپایدار شده است. آیا P-delta رو باید درنظر بگیریم یا میتونیم صرفنظر کنیم
پاسخ دهید
پی دلتا باید در نظر گرفته شود. منتها برای انجام این تحلیل، لازم است از حرکت جانبی قاب جلوگیری شود. زیرا قبل از انجام تحلیل سختی محوری مهاربندها را از مدل حذف کردیم. به همین جهت باید حداقل دو نقطه را در تمام طبقات توسط دستور Assign Restraint (صرفا انتقال جانبی و در راستای مورد نظر) مقید نمود. نقاط انتخابی نباید از نقاط مربوط به دهانه مهاربند باشند.
پاسخ دهید
سلام وقت بخیر و سپاس بابت سایت خوبتون — در غلطنامه مبحث ۱۰ -مقدار یک چهارم طول میانی جهت قرارگیری لقمه ها -به یک سوم اصلاح شده— حال ما کدوم رو بنای طراحی قرار بدیم؟؟
پاسخ دهید
با سلام. اگر غلط نامه گفته.غلط نامه ملاک قرار دهید.
پاسخ دهید
بله غلط نامه اینو گفته– اگر امکانش هست اطلاعات سایت رو اصلاح کنید– شما بعنوان مرجع معتبر عمرانی هستید و بابت اعتمادی که به شما هست بعضا و در برخی مواقع ممکنه کسی سراغ آئین نامه نره و صرفا شما رو ملاک قرار بده — ممنون از سایت بسیار خوب و کاربردیتون-
پاسخ دهید
سلام مهندس، در ویرایش سال ۱۴۰۱ مبحث ۱۰ ام مقررات ملی ساختمان این جمله به ” اتصال دهندهها نباید در خال یک چهارم طول خالص عضو مهاربندی که در وسط مهاربند قرار میگیرد، باشد.” تغییر کرده است. در کل امسال این مقاله بر اساس قوانین جدید مقررات ملی ساختمان آپدیت می شود. 🙏
پاسخ دهید
سلام فاصله دو نیم رخ ناودانی برای طراحی مهاربند همگرای ویژه چطور مشخص میشه
پاسخ دهید
با سلام
اگر منظور شما استفاده از مقطع دوبل ناودانی که روبروی هم قرار گرفته برای مهاربند باشد؛ضریب لاغری مقطع دوبل نباید از ۲۰۰ بیشتر گردد
ضخامت ورق گاست که فاصله بین دو مقطع ناودانی را تعیین میکند مطابق بند ۱۰-۲-۳-۴مبحث دهم ویرایش ۹۲ ،تسلیم و گسیختگی کششی ورق گاست به صورت زیر کنترل می گردد:
t=((Tu)/(0.9Fypl*W))
Wعرض ورق گاست در انتهای مهاربند(عمود بر محور مهاربند)
پاسخ دهید
باسلام خدمت دوستان عزیز سوال داشتم در مورد کنترل نیروهای نامتوازن بنده این کنترل رو انجام دادم مشاهده کردم مقاطع از طریق معادل سازی جواب نمی دهند ولی مقاطع sd جواب می دهند علت چیست ممنون میشم
پاسخ دهید
سلام
باید فایل مورد نظر بررسی شود تا بتوان اظهار نظر کرد. ابتدا باید از صحت این کنترل توسط شما اطمینان حاصل شود. زیرا بنده همیشه با مقاطع معادلسازی شده این کنترل را انجام می دهم. به دلایلی که در زیر گفته شده:
ایتبس مقطع SD را به صورت غیرفشرده شناسایی می کند و در هنگام طراحی با اعضای با مقطع SD که تحت لنگر خمشی و یا نیروی محوری فشاری قرار دارند، درصدی خطا دارد که در مورد آن ها می توان گفت:
۱- ایتبس ظرفیت خمشی اسمی مقاطع SD را از رابطه Mn=Fy*S به دست می آورد که در این رابطه S اساس مقطع الاستیک است. از طرفی بر اساس آیین نامه طراحی فولاد، در اغلب موارد این رابطه باید به صورت Mn=Z*Fy نوشته شود که در آن Z اساس مقطع پلاستیک است. با توجه به اینکه همواره مقدار S کمتر از Z است. پس ایتبس مقدار مقاومت خمشی برای اعضای با مقطع SD را کمتر از واقعیت در نظر می گیرد. در برخورد با این موضوع می توان به صورت محافظه کارانه از این اختلاف صرف نظر کرد و یا اینکه با روشی (روش مقطع معادل) آن را اصلاح نمود.
۲- ایتبس در هنگام تعیین ظرفیت فشاری اعضایی که مقطع آن ها SD است، تنها حالت حدی کمانش خمشی را مد نظر قرار می دهد. این در حالی است که بر اساس بند ۱۰-۲-۴ از مبحث دهم، ممکن است حالت های حدی کمانش پیچشی یا کمانش خمشی-پیچشی نیز برای عضو وجود داشته باشد.
پاسخ دهید
باسلام به همه سبز سازه ای ها از تمامی مهندسان گرامی و شریف که در جهت آگاهی و یادگیری ها دیگران قدم بر می دارن نهایت تقدیر و تشکر دارم
پاسخ دهید
از لطف شما بی نهایت ممنونم مهندس امیری عزیز موفق باشید.
پاسخ دهید
سلام وقت بخیر
تو سرفصل های این ایبوک نوشتین مثال حل شده برای طراحی اتصال مهاربندی داره ولی همچین چیزی در مطالب نیست
پاسخ دهید
سلام مهندس
بله کاملا درست در سرفصل ها نوشته شده
شما PDFاین ایبوک ارزشمند رو دانلود کنید کامل شده مطالب داخل PDF هست.
پاسخ دهید
سلام. خسته نباشید، با اختلاف، در صدر قرار دارید. به راهتون ادامه بدین
پاسخ دهید
سلام خیلی ممنون مهندس
پیشنهاد میکنم به شهریادگیری سبزسازه هم سر بزنید.
پاسخ دهید
با توجه به مطالب بالا آیا این مورد برداشت میشه که در مهاربندهای شورون ۷ و ۸ نباید از لقمه استفاده بشه؟مرسی
پاسخ دهید
سلام مهندس
باید در مهاربندهای شورون لقمه قرار داده شود. به طور کلی:
در یک چهارم میانی عضو مهاربند نباید لقمه ها قرار داده شود ، یعنی در مهاربند هفت یا هشت شکل نباید در وسط عضو مهاربند قرار داده شود. همچنین در مهاربند های ضربدری که طول عضو مهاربند برابر فاصله ی گاست پلیت تا ورق وصله ی میانی است ، نباید در وسط این طول لقمه قرار داده شود.همانطور که در تصویر زیر هم مشخص گردیده فاصله اتصال دهنده ها باید طوری اختیار شود که تعداد آنها در طول عضو از دو عدد کمتر نباشد. اتصالدهندهها نباید در یک چهارم میانی طول آزاد مهاربندها و همچنین در فاصلهای کمتر از عمق مهاربند (مثلا اگر ۲UNP100 استفاده شده نباید کمتر از ۱۰ سانتیمتر باشد) از ورق مهاربند لقمه بکار گرفته شود.
پاسخ دهید
سلام در غلط نامه مبحث ۱۰ این فاصله به یک سوم طول میانی اصلاح شده– کدوم رو ملاک طراحی قرار بدیم؟؟؟ لطفا بررسی فرمائید –سپاسگزارم
پاسخ دهید
سلام
با سپاس فراوان از سایت خوبتون
سوال داشتم ازتون. اینکه من کلیه کنترل های مربوط به قاب های مهاربندی SCBF رو انجام دادم اما دوتا از تیرها با اینکه ratio زیر یک دارند ولی به رنگ قرمز دراومدن. درواقع پیغام Lb/ry > 0.17E/Fy رو میده. نمیدونم این یعنی چی؟ و هرچی هم مقاطع رو بزرگتر می کنم برطرف نمیشه. می تونید کمک کنید لطفا؟
پاسخ دهید
سلام. مهار جانبی تیر (در هر دو بال بالا و پایین) در قاب خمشی با شکل پذیری متوسط حداکثر به ۰٫۱۷E/Fy و در قاب خمشی ویژه به ۰٫۰۸۶E/Fy باید محدود بشه. این خطا هم مربوط به همین موضوع هست. بنابراین باید شما به صورت دستی میزان مهار جانبی تیر رو حساب کنید و به نرم افزار معرفی کنید. در صورتی که تیر مهار کافی ندارد (به بتن متصل نیست) باید یا مقطع قوی شده یا مهار کافی برای بال بالا و پایین توسط مهاربند مخصوص تیر ایجاد شود.
پاسخ دهید
سلام مهندسین محترم سبز سازه از مطالب زیباتون و همچنین ویدئو ها استفاده کردم خیلی خوب بودند از شما سپاسگزارم که وقت خودتونو برای روشنگری میزارید …ممنون
پاسخ دهید
سلام مهندس ابراهیمی عزیز
امیدوارم سایر محتوای سبزسازه هم براتون مفید و کاربردی باشه
سپاس از محبت شما
پاسخ دهید